Upload
lamdien
View
228
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Polaganje ispita-usmenoNačin ocenjivanja
Posećivanje predavanja 4 boda 60-70-1 70-80-2 80-90-3 i 90-100-4Interakt nastava i domaći 1 bodKolokvijumi -vežbe Maksimalno 15 b svaki po 5 b minimalno 3 boda (1 bod-6 2b-73b-8 4b-9 5b-10)Vežbe 5 b svaka po 05 bNastavni kolokvijumi 30 b svaki po 15 bIspit 45 Ocena
51-60 bodova 661-70 bodova 771-80 bodova 881-90 bodova 991-100 bodova 10
55
Glava 661 Molarna zapremina62 Parahor63 Molarna refrakcija66 Apsorpcija zračenja67 Optička aktivnost
Fizičke osobineAditivne osobine su one koje predstavljaju sumu
vrednosti odgovarajuće osobine konstituenata sistema-Mr m Vm
Konstitutivne osobine su one koje zavise pre svega odnačina vezivanja atoma u molekulu a u manjoj meriod njihove prirode i broja-Tk Tt R P
Koligativne osobine su one koje zavise od brojamolekula u sistemu a ne od njihove prirode- V Δ p ΔT k
ΔTt Π
Molarna zapremina
ρMMv
nVV spm ===
Idealno gasno stanje T = 27315 K i P = 101325 kPiznosi Vm0 = (0022 414 10 plusmn 0000 000 19) m3mol
Kod tečnosti molarna zapremina aditivna ali i konstitutivna osobina
Kopp-ovo pravilo-empirijsko
Molarne zapremine mnogih tečnosti kada se određuju nanjihovim tačkama ključanja (korespodentna temperatura) pod atmosferskim pritiskom jednake su sumi zapreminaatoma konstituenata
Izomerna jedinjenja imaju približno istu molarnu zapreminu
CH3CH2COOCH3 ndash metil propionatCH3COOCH2CH3 ndash etil acetatHCOOCH3CH2CH2 ndash propil formijat
Molarna zapremina članova homologog niza ugljovodonika rasteza svaku CH2 grupu za 22cm3mol
C4H8O2 ndashisto Vm
Ekvivalenti zapremine elemanata mogu poslužiti samo za približnoizračunavanje molarnih zapremina tečnosti jer Kopovo pravilo ne dajezadovoljavajuće rezultate čak i kada se uzme u obzir konstitutivni faktor
Određivanje ekvivalenta zapremine vodonika
2Vm(H)= Vm(CnH2n+2)-nVm(CH2)=Vm(CnH2n+2)-n22=11 cm3mol
Vm(H)=55cm3mol
226S278Br122(C=O)O=228Cl78 (OH)-O-110C
375I55HZapreminskiekvivalentielemenata cm-3mol
Parahor
265705739347240
2643076161648120
264708330236161
263809787289920
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
Meklod C=minus
41
ρργ
n
cTT⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus= 10γγ ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus c
c TTkTM 1
32
ρργ
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
288403785142170
286505707700110
286506713136950
285607109170120
C6H6 (C2H5)2O
Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik 48 Brom 680 Trostruka veza 466Vodonik 171 Jod 90 3-člani prsten 167Azot 125 Fluor 250 4-člani prsten 116Kiseonik 200 Sumpor 485 6-člani prsten 61O2 u estrima 600 Fosfor 392 Naftalinski prsten 122
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Glava 661 Molarna zapremina62 Parahor63 Molarna refrakcija66 Apsorpcija zračenja67 Optička aktivnost
Fizičke osobineAditivne osobine su one koje predstavljaju sumu
vrednosti odgovarajuće osobine konstituenata sistema-Mr m Vm
Konstitutivne osobine su one koje zavise pre svega odnačina vezivanja atoma u molekulu a u manjoj meriod njihove prirode i broja-Tk Tt R P
Koligativne osobine su one koje zavise od brojamolekula u sistemu a ne od njihove prirode- V Δ p ΔT k
ΔTt Π
Molarna zapremina
ρMMv
nVV spm ===
Idealno gasno stanje T = 27315 K i P = 101325 kPiznosi Vm0 = (0022 414 10 plusmn 0000 000 19) m3mol
Kod tečnosti molarna zapremina aditivna ali i konstitutivna osobina
Kopp-ovo pravilo-empirijsko
Molarne zapremine mnogih tečnosti kada se određuju nanjihovim tačkama ključanja (korespodentna temperatura) pod atmosferskim pritiskom jednake su sumi zapreminaatoma konstituenata
Izomerna jedinjenja imaju približno istu molarnu zapreminu
CH3CH2COOCH3 ndash metil propionatCH3COOCH2CH3 ndash etil acetatHCOOCH3CH2CH2 ndash propil formijat
Molarna zapremina članova homologog niza ugljovodonika rasteza svaku CH2 grupu za 22cm3mol
C4H8O2 ndashisto Vm
Ekvivalenti zapremine elemanata mogu poslužiti samo za približnoizračunavanje molarnih zapremina tečnosti jer Kopovo pravilo ne dajezadovoljavajuće rezultate čak i kada se uzme u obzir konstitutivni faktor
Određivanje ekvivalenta zapremine vodonika
2Vm(H)= Vm(CnH2n+2)-nVm(CH2)=Vm(CnH2n+2)-n22=11 cm3mol
Vm(H)=55cm3mol
226S278Br122(C=O)O=228Cl78 (OH)-O-110C
375I55HZapreminskiekvivalentielemenata cm-3mol
Parahor
265705739347240
2643076161648120
264708330236161
263809787289920
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
Meklod C=minus
41
ρργ
n
cTT⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus= 10γγ ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus c
c TTkTM 1
32
ρργ
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
288403785142170
286505707700110
286506713136950
285607109170120
C6H6 (C2H5)2O
Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik 48 Brom 680 Trostruka veza 466Vodonik 171 Jod 90 3-člani prsten 167Azot 125 Fluor 250 4-člani prsten 116Kiseonik 200 Sumpor 485 6-člani prsten 61O2 u estrima 600 Fosfor 392 Naftalinski prsten 122
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Fizičke osobineAditivne osobine su one koje predstavljaju sumu
vrednosti odgovarajuće osobine konstituenata sistema-Mr m Vm
Konstitutivne osobine su one koje zavise pre svega odnačina vezivanja atoma u molekulu a u manjoj meriod njihove prirode i broja-Tk Tt R P
Koligativne osobine su one koje zavise od brojamolekula u sistemu a ne od njihove prirode- V Δ p ΔT k
ΔTt Π
Molarna zapremina
ρMMv
nVV spm ===
Idealno gasno stanje T = 27315 K i P = 101325 kPiznosi Vm0 = (0022 414 10 plusmn 0000 000 19) m3mol
Kod tečnosti molarna zapremina aditivna ali i konstitutivna osobina
Kopp-ovo pravilo-empirijsko
Molarne zapremine mnogih tečnosti kada se određuju nanjihovim tačkama ključanja (korespodentna temperatura) pod atmosferskim pritiskom jednake su sumi zapreminaatoma konstituenata
Izomerna jedinjenja imaju približno istu molarnu zapreminu
CH3CH2COOCH3 ndash metil propionatCH3COOCH2CH3 ndash etil acetatHCOOCH3CH2CH2 ndash propil formijat
Molarna zapremina članova homologog niza ugljovodonika rasteza svaku CH2 grupu za 22cm3mol
C4H8O2 ndashisto Vm
Ekvivalenti zapremine elemanata mogu poslužiti samo za približnoizračunavanje molarnih zapremina tečnosti jer Kopovo pravilo ne dajezadovoljavajuće rezultate čak i kada se uzme u obzir konstitutivni faktor
Određivanje ekvivalenta zapremine vodonika
2Vm(H)= Vm(CnH2n+2)-nVm(CH2)=Vm(CnH2n+2)-n22=11 cm3mol
Vm(H)=55cm3mol
226S278Br122(C=O)O=228Cl78 (OH)-O-110C
375I55HZapreminskiekvivalentielemenata cm-3mol
Parahor
265705739347240
2643076161648120
264708330236161
263809787289920
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
Meklod C=minus
41
ρργ
n
cTT⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus= 10γγ ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus c
c TTkTM 1
32
ρργ
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
288403785142170
286505707700110
286506713136950
285607109170120
C6H6 (C2H5)2O
Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik 48 Brom 680 Trostruka veza 466Vodonik 171 Jod 90 3-člani prsten 167Azot 125 Fluor 250 4-člani prsten 116Kiseonik 200 Sumpor 485 6-člani prsten 61O2 u estrima 600 Fosfor 392 Naftalinski prsten 122
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Molarna zapremina
ρMMv
nVV spm ===
Idealno gasno stanje T = 27315 K i P = 101325 kPiznosi Vm0 = (0022 414 10 plusmn 0000 000 19) m3mol
Kod tečnosti molarna zapremina aditivna ali i konstitutivna osobina
Kopp-ovo pravilo-empirijsko
Molarne zapremine mnogih tečnosti kada se određuju nanjihovim tačkama ključanja (korespodentna temperatura) pod atmosferskim pritiskom jednake su sumi zapreminaatoma konstituenata
Izomerna jedinjenja imaju približno istu molarnu zapreminu
CH3CH2COOCH3 ndash metil propionatCH3COOCH2CH3 ndash etil acetatHCOOCH3CH2CH2 ndash propil formijat
Molarna zapremina članova homologog niza ugljovodonika rasteza svaku CH2 grupu za 22cm3mol
C4H8O2 ndashisto Vm
Ekvivalenti zapremine elemanata mogu poslužiti samo za približnoizračunavanje molarnih zapremina tečnosti jer Kopovo pravilo ne dajezadovoljavajuće rezultate čak i kada se uzme u obzir konstitutivni faktor
Određivanje ekvivalenta zapremine vodonika
2Vm(H)= Vm(CnH2n+2)-nVm(CH2)=Vm(CnH2n+2)-n22=11 cm3mol
Vm(H)=55cm3mol
226S278Br122(C=O)O=228Cl78 (OH)-O-110C
375I55HZapreminskiekvivalentielemenata cm-3mol
Parahor
265705739347240
2643076161648120
264708330236161
263809787289920
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
Meklod C=minus
41
ρργ
n
cTT⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus= 10γγ ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus c
c TTkTM 1
32
ρργ
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
288403785142170
286505707700110
286506713136950
285607109170120
C6H6 (C2H5)2O
Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik 48 Brom 680 Trostruka veza 466Vodonik 171 Jod 90 3-člani prsten 167Azot 125 Fluor 250 4-člani prsten 116Kiseonik 200 Sumpor 485 6-člani prsten 61O2 u estrima 600 Fosfor 392 Naftalinski prsten 122
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Kopp-ovo pravilo-empirijsko
Molarne zapremine mnogih tečnosti kada se određuju nanjihovim tačkama ključanja (korespodentna temperatura) pod atmosferskim pritiskom jednake su sumi zapreminaatoma konstituenata
Izomerna jedinjenja imaju približno istu molarnu zapreminu
CH3CH2COOCH3 ndash metil propionatCH3COOCH2CH3 ndash etil acetatHCOOCH3CH2CH2 ndash propil formijat
Molarna zapremina članova homologog niza ugljovodonika rasteza svaku CH2 grupu za 22cm3mol
C4H8O2 ndashisto Vm
Ekvivalenti zapremine elemanata mogu poslužiti samo za približnoizračunavanje molarnih zapremina tečnosti jer Kopovo pravilo ne dajezadovoljavajuće rezultate čak i kada se uzme u obzir konstitutivni faktor
Određivanje ekvivalenta zapremine vodonika
2Vm(H)= Vm(CnH2n+2)-nVm(CH2)=Vm(CnH2n+2)-n22=11 cm3mol
Vm(H)=55cm3mol
226S278Br122(C=O)O=228Cl78 (OH)-O-110C
375I55HZapreminskiekvivalentielemenata cm-3mol
Parahor
265705739347240
2643076161648120
264708330236161
263809787289920
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
Meklod C=minus
41
ρργ
n
cTT⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus= 10γγ ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus c
c TTkTM 1
32
ρργ
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
288403785142170
286505707700110
286506713136950
285607109170120
C6H6 (C2H5)2O
Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik 48 Brom 680 Trostruka veza 466Vodonik 171 Jod 90 3-člani prsten 167Azot 125 Fluor 250 4-člani prsten 116Kiseonik 200 Sumpor 485 6-člani prsten 61O2 u estrima 600 Fosfor 392 Naftalinski prsten 122
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Ekvivalenti zapremine elemanata mogu poslužiti samo za približnoizračunavanje molarnih zapremina tečnosti jer Kopovo pravilo ne dajezadovoljavajuće rezultate čak i kada se uzme u obzir konstitutivni faktor
Određivanje ekvivalenta zapremine vodonika
2Vm(H)= Vm(CnH2n+2)-nVm(CH2)=Vm(CnH2n+2)-n22=11 cm3mol
Vm(H)=55cm3mol
226S278Br122(C=O)O=228Cl78 (OH)-O-110C
375I55HZapreminskiekvivalentielemenata cm-3mol
Parahor
265705739347240
2643076161648120
264708330236161
263809787289920
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
Meklod C=minus
41
ρργ
n
cTT⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus= 10γγ ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus c
c TTkTM 1
32
ρργ
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
288403785142170
286505707700110
286506713136950
285607109170120
C6H6 (C2H5)2O
Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik 48 Brom 680 Trostruka veza 466Vodonik 171 Jod 90 3-člani prsten 167Azot 125 Fluor 250 4-člani prsten 116Kiseonik 200 Sumpor 485 6-člani prsten 61O2 u estrima 600 Fosfor 392 Naftalinski prsten 122
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Parahor
265705739347240
2643076161648120
264708330236161
263809787289920
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
Meklod C=minus
41
ρργ
n
cTT⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus= 10γγ ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minus c
c TTkTM 1
32
ρργ
C(hellip)ρ-ρrsquo(gcm3)γ(Dcm)t(0C)
288403785142170
286505707700110
286506713136950
285607109170120
C6H6 (C2H5)2O
Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik 48 Brom 680 Trostruka veza 466Vodonik 171 Jod 90 3-člani prsten 167Azot 125 Fluor 250 4-člani prsten 116Kiseonik 200 Sumpor 485 6-člani prsten 61O2 u estrima 600 Fosfor 392 Naftalinski prsten 122
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik 48 Brom 680 Trostruka veza 466Vodonik 171 Jod 90 3-člani prsten 167Azot 125 Fluor 250 4-člani prsten 116Kiseonik 200 Sumpor 485 6-člani prsten 61O2 u estrima 600 Fosfor 392 Naftalinski prsten 122
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
[ ]PconstM==
minus
41
ρργ
[ ] 4141
γργ
mVMP ==
ρrsquoltltρ
[ ][ ] BmB
AmA
B
A
VV
PP
41
41
γ
γ=
616-prsten680Br200O466equiv538Cl171(144)H232=485S48(115)C
Ekvivalenti parahora
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
ParahorPrimeriC6H4CH3CN ndash toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P](equiv)8middot48+7 middot171+125+6 middot61+3 middot232+466=2929
[P]exp(o-TN)=2996 [P]exp(m-TN)=2956 [P]exp(p-TN)=2944
(C2H4O)3 ndash paraaldehid
[P]teor=3636 ndash linearna struktura
[P]teor=2940 ndashciklična struktura [P]exp=2987
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
ParahorPrimeriKoliki je parahor C2H6 ako je parahor P(CH3Cl)=110 P(CH4)=73 i P(HCl)=71a) 33 b) 110 c) 112 d) 114 e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odreditiPCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39 Onda jePC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
REFLEKSIJA
i rθ θ=
mmmmm
Upadniugao
Prelomniugao
Jednakost prelomnih uglova
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Refrakcija
A ona je u stvari ovde
On vidi ribu ovdehellip
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Refrakcija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija)Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više
disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Refrakcija
Indeks prelamanja
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja n- kvantitativno merilo prelamanja svetlostipri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja n1 Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti ulja šećera2 Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije
industiraja hrane biohemija3 Određivanje strukture
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Možemo definisati indeks prelamanja kao
rrvcN εμ=εμ
με==
00
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost μ=μ0 kada je
rN ε=εε=
0
Definicija indeksa prelamanja
Apsolutni indeks prelamanja
karakteristika sredine
2
1
1
2
1
221 v
v
vcvc
NN
n === Relativni indeks prelamanja
α
β
1
2
v1
v2
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Snell-ijusov zakon1621 holandski fizičar Willebrord Snell (1591-1626) je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu
gde jeni indeks prelamanja sredine koju svetlost napuštaθi je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinunr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulaziθr je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu
sin sini i r rn nθ θ=
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Zakon refrakcije
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon)
sinsinθθ11==vv11ttd d ((žžuti trougaouti trougao))sinsinθθ22==vv22ttd d ((zeleni trougao)zeleni trougao)
2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Zakon refrakcije
2
1
2
1
1
2
1
221 sin
sinθθ
====vv
vcvc
NN
n
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=100027 N2asympn21
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Voda (200C)
Sredina Indeks Sredina Indeks
Vakuum 100 Ugljendisulfid 163
Vazduh (STP) 10003 KCl (č) 149
133 KI (č) 167
Aceton 136 Staklo 150-190
Ugljentetrahlorid 147 Safir 177
Polistiren 155 Dijamant 242
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Merenje indeksa prelamanja
Refraktometrijsko merenje se zasniva naprincipu kritičnog ugla
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao 900 Za sve upadne uglove veće od900 dolazi do totalne refleksije zračenja
Indeks prelamanja se meribull refraktometrijski i bull interferometrijski
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Duga
Na zadnjoj površini svetlost se odbijaOna se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduhZraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je40degUgao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42deg
Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferiDolazi do refleksije i refrakcijePrvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skrećeCrvena svetlost će skretati najmanje
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlostprema posmatračuKapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatračuDruge boje spektra leže između crvene i ljubičaste
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Svetlovodi
Totalna refleksija je osnov svetlovoda
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalnarefleksija
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Molarna refrakcija[(nminus1)ρ] λ
[M(nminus1)ρ] λ
specifična refraktivnost(empirijski ndashza određenu tečnost i λ nezavisno
od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna
veličina-nezavisna od pritiska temperature i agregatnog stanja)
ρ1
21
2
2
sdot⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=nnr
[ ]ρM
nnR sdot⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+minus
=21
2
2
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Molarna refrakcija
[ ]ρ
sdot+minus
=infin
infininfin
Mnn
R21
2
2 Prava molarna zapremina
molekuli-provodne sfere
[ ] sum sum sum++= PkVjAi RnRnRnR
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Molarna refrakcija
21402142
22482231
26152631
27712767
IzmerenoIzračunato
CHCl3(C2H5)2OC6H6C6H12
2539250623982328equiv1893182417331686=1541153115251522O(OH)2267224722111189O(CO)1127111511001092H2466243824182413C
RγR βRDRα
Ekvivalenti refrakcije
Strukturna određivanja
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
E = [R]eksp minus [R]izr optička anomalija
Egt0 optička egzaltacija
Elt0 optička depresija
Vodonik 1100 Kiseonik (u CO grupi O=) 2211Ugljenik 2418 Kiseonik (u etrima Ominus) 1643Hlor 5967 Kiseonik (u OH grupi Ominus)1525Brom 8865 Dvostruka veza 1733Jod 13900 Trostruka veza 23983-člani prsten 0710 4-člani prsten 0480
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Optička anomalijaCH3-CH=CH-CH=CH-CH3 24 heksadien E=176 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 24 heptadien E=196 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-016 alilbenzen E=-025
stiren E=127 butadien E=140
acetofen E=078 2-metil butadien E=104
Keto-enolna tautomerijaKeto oblik [R]M=3157cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=3262cm3mol
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Kvantitativnaodređivanja
[ ]ρ
22112
2
21 21 MxMx
nnR
+sdot
+minus
=
[ ] [ ] [ ]221121 RxRxR +=
2
2
3
3
1
1 )100)(1()1(1001ρρρ
pnnp
n minusminusminus
minus=
minus
refrakcijasmeše
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Disperzija
Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlostiOva zavisnost n od λ se zove disperzija n=f(λ)Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Promena indeksa prelamanja sa talasnom
dužinomIndeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinomLjubičasta svetlost se prelama više od crvenekada iz vazduha ulazi u tu sredinu
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljivea Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (λ)
Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja
b Indeks prelamanja (n) zavisi od temperatureAko se temperatura menja menja se i gustina stoga semenja brzina (ν)
Gustina medijuma opada sa porastom temperatureBrzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustinaOdnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada tj indeks prelamnja opada sa porastom temperature
Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Disperzija refrakcije
λν c= 2
20
ca λ=
summinus
+= 220
1ννan
summinus
+= 20
2
21λλ
λan
λν c=
1 422 +++=
λλCBn
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
Indeks prelamanja čistog SiO2 je 145 Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 06μm)
Mol
n
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Sastav stakla (mol )A čisto silikatno staklo
B 135 GeO2 865 SiO2
C 91 P2O5 909 SiO
D 133 B2O3 867 SiO2
E 10 F 990 SiO2
F 169 Na2O 325 B2O3 506 SiO2
Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom
dužinom
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature tj brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oCZa temperaturu gt 20oC (Δt je pozitivno) tj dodaje se korekcioni
faktorZa temperaturu lt 20oC (Δt je negativno) tj oduzima se korekcioni
faktorKorekcioni faktor = Δt 000045 = (Temp ndash 20) 000045Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature
ND20 = ND
Temp + (Temp ndash 20) 000045Pr Za izmerenu vrednost od 15523 na 16oC korekcija je
ND20 = 15523 + (16 ndash 20) 000045 = 15523 + (-4) 000045
Tipične vrednosti za organske tečnosti su 13400 - 15600
15500 15523 1560015550 15580
Opšti kurs fizičke hemije